[发明专利]一种基于双边格的高分辨率图像的图切分图像分割方法

权利要求书

1.一种基于双边格的高分辨率图像的图切分图像分割方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤A、根据输入图像大小和图切分算法需要，确定双边格维度数及每个维度的大小，构建五维双边格；

步骤B、根据空间采样比和颜色采样比，将需要分割的原图像从像素空间采样嵌入到双边格空间；

步骤C、在双边格空间中，对采样到网格中的所有像素点，用距离该像素点最近的网格顶点来等价代替；

步骤D、对双边格中所有的网格顶点进行标签化；

步骤E、对双边格中所有网格顶点利用图切分算法进行图像分割；具体如下：

步骤E1、定义图ρ＝(Γ,ξ)，Γ为双边格网格顶点集，ξ为边集；在双边格网格顶点集合Γ中增加源端网格顶点S和终端网格顶点T，所有除S和T外的网格顶点都须和S以s型连接边连接，与T以t型连接边连接；

步骤E2、在双边格中运用图切分算法进行图像分割，在能量E(L)＝αR(L)+B(L)达到最小化取得分割，R(L)为区域项，B(L)为边界项，α为调节系数；

其中L＝{v₁,v₂,…,v_n}为网格中每个网格顶点标签，v_i＝1为表示v_i划分至前景物体，v_i＝0为表示v_i划分至背景；

步骤E201、设定边的权值，

s型连接边的权定义为R₁(p)＝-lnPr(I_p|p∈S)，t型连接边的权定义为R₀(p)＝-lnPr(I_p|p∈T)；R₁(p)度量网格顶点属于S的墒，R₀(p)度量网格顶点属于T的墒；

步骤E202、设置边界项B(L)值，定义如下：

其中，p和q为相邻网格顶点，B_p,q为相邻网格顶点间的不连续的惩罚项，即相邻网格顶点相似度越高则B_p,q越大，反之则越小；公式中σ代表调节系数，用于调节B_p,q的值；

步骤E203、最优化能量函数E：运用最大流最小割方法计算E的最小值，得到双边格域图像分割结果；

步骤F、通过三线性插值把步骤E的分割结果由双边格空间重建到图像像素空间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中采用五维双边格，第一维和第二维为空间维度，第三维、第四维和第五维为颜色维度；构建双边格后，对于所有的双边格节点(i,j,l,m,n)，初始化Γ(i,j,l,m,n)＝(0,0,0,0,0)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中，对于给定的高分辨率图像I_w×h，将图像从像素空间采样嵌入至双边格空间Γ＝([x/σ_s],[y/σ_s],[I(x,y)/σ_r])，其中，σ_s代表空间采样比，σ_r代表颜色采样比，[]表示取整操作；w、h分别代表图像的宽度和高度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中，根据给定的待分割图像I，定义前景像素和背景像素FG,BG∈I，给定图像的二值标签α:I→{0,1}用来标定图像中的每个像素属于前景或背景。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤C具体为：定义空间域图像中的像素为p＝[x,y]^T，将图像中的每个像素点p嵌入至双边格，其双边格中网格顶点坐标表示为b(p)＝[x,y,c_y,c_u,c_v]^T，(c_y,c_u,c_v)为位置(x,y)处像素的YUV颜色值；

其中，对采样后像素点位于网格顶点之间的像素，用离该像素点最近的网格顶点b(p)做为像素点的双边格网格顶点；对于每个网格顶点v∈Γ，设置其权重为其中公式中w代表网格点的权重。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中对于网格中的所有网格顶点v∈Γ，确定二值标签α，其中α_v＝1为前景物体，α_v＝0为背景，Γ为双边格网格顶点集。